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1 第三章无土栽培的营养液 2 问题 每种植物都必须有一个专用的营养液配方吗 配制营养液难不难 怎样配制营养液 在植物生长过程中 营养液会发生变化吗 怎样控制营养液的变化 在植物生长过程中怎样有效地对营养液进行管理 3 内容 1 营养液配制的水质要求2 营养液配制的原料及其性质3 营养液浓度的表示方法和计算4 营养液的配方组成5 营养液的配制技术6 营养液的管理7 营养液配方选集要求 了解了解掌握了解掌握掌握了解 4 第一节原料及其性质 一 水的性质要求 5 水分软水和硬水 指含有较多钙 镁盐的水 钙盐主要是重碳酸钙 Ca HCO3 2 硫酸钙 CaSO4 氯化钙 CaCl2 和碳酸钙 CaCO3 镁盐主要为氯化镁 MgCl2 硫酸镁 MgSO4 重碳酸镁 Mg HCO3 2 和碳酸镁 MgCO3 6 表3 2重金属及有害健康的元素容许限元素容许限元素容许限汞 Hg 0 005mg L镉 Cd 0 01mg L硒 Se 0 01mg L砷 As 0 01mg L铬 Cr 0 05mg L铅 Pb 0 05mg L铜 Cu 0 10mg L锌 Zn 0 20mg L铁 Fe 0 50mg L氟 F 1 00mg L 7 二 营养元素化合物及辅助原料的性质及要求 分级用途说明备注 化学试剂严格试验杂质极少 分GR AR时使用和CP 医药用试剂必要时用杂质较少 工业用化合物生产常用 农用化合物生产首选 常含杂质 使用时应折算为纯品 每次购买均需分析有效含量 表3 3化合物的分级及选用 8 配方剂量 1个剂量 按照配方规定用量而配制出来的营养液浓度称为1个剂量1 2剂量 将配方中规定的各种化合物用量减少一半所配制出来的营养液浓度称为1 2剂量或0 5剂量或半个剂量1 4剂量 如此类推 9 二 营养液浓度的表示方法 一 直接表示法 在一定重量或一定体积的营养液中 所含有的营养元素或化合物的量来表示营养液浓度的方法统称之1 化合物重量 升 g L mg 10 2 元素重量 升 g L mg L 可以作为不同的营养液配方之间元素浓度的比较例如 一个配方中营养元素N P K的含量分别为150 80和170mg L 即表示这一配方中每升含有营养元素氮150毫克 磷80毫克和钾170毫克 11 3 摩尔 升 mol L 和毫摩尔 升 mmol L 一摩尔某种物质的数量相当于这种物质的分子量 离子量或原子量 其质量单位为克 g 在配制营养液的操作过程中 不能够以毫摩尔 升来称量 需要经过换算成重量 升后才能称量配制 12 二 间接表示法 1 电导率 ElectricConductivity EC 含义 电导率是指单位距离的溶液其导电能力的大小 它通常以毫西门子 厘米 ms cm 或微西门子 厘米 s cm 来表示 营养液具有导电作用 其导电能力的大小用电导率来表示 在一定的浓度范围之内 营养液的电导率随着浓度的提高而增加 反之 营养液浓度较低时 其电导率也降低 因此 通过测定营养液中的电导率可以反映其盐类含量 也即可以反映营养液的浓度 13 2 渗透压 Osmosis 含义 是指半透性膜 水等分子较小的物质可自由通过而溶质等分子较大的物质不能透过的膜 阻隔的两种浓度不同的溶液 当水从浓度低的溶液经过半透性膜而进入浓度高的溶液时所产生的压力 浓度越高 渗透压越大 因此 可以利用渗透压来反映溶液的浓度 反映营养液浓度是否适宜作物生长的重要指标 14 一般可用下列的范特荷甫 Van tHoff 稀溶液的渗透压定律的溶液渗透压计算公式来进行理论计算 273 tP C 0 0224 273式中 P溶液的渗透压 以大气压 atm 为单位 C溶液的浓度 以溶液中所有的正负离子的总浓度来表示 以每升毫摩尔 mmol L 为单位 t溶液的液温 15 三 对营养液浓度的要求 一 总盐浓度的要求表3 7营养液总浓度范围表述单位最低适中最高渗透压 atm 0 30 91 5正负离子合计数123762 mmol L 电导率 ms cm 0 832 54 2总盐分含量 g L 0 832 54 2一般地 控制营养液的总盐分浓度在0 4 0 5 以下 对大多数作物来说都可以较正常地生长 16 不同作物对营养液的总浓度要求有较大差异 如 如果营养液的总盐分浓度超过0 4 0 5 有些植物就会表现出不同程度的盐害症状 因此 在确定营养液配方的总浓度时要考虑植物的耐盐程度 17 二 配方中营养元素的比例和浓度要求1 营养液配方的生理平衡性生理平衡 指植物能从营养液中吸收到符合其生理要求所需的一切营养元素 且吸收的数量比例要符合其生理要求 18 影响因素 主要是营养元素之间的拮抗作用 它会使植物对某一种营养元素的吸收量减少以致出现生理失调的症状 例如 阳离子中Ca2 对Mg2 吸收的拮抗作用 NH4 H K 会抑制植物对Ca2 Mg2 Fe2 等的吸收 特别是H 对Ca2 吸收的抑制作用尤其明显 如在酸度较低时 常会由于Ca2 的吸收受阻而出现缺钙的生理失调症状 而阴离子如H2PO4 NO3 和Cl 之间也存在着不同程度的拮抗作用 19 营养液中的营养元素适宜的比例或浓度可以通过分析正常生长的植物体内各种营养元素的含量及其比例来确定制定生理平衡营养液配方的原则 20 根据此原则制定配方时应注意 1 这样确定的营养液配方不仅适用于某一种作物 而且可以适用于某一大类作物 因此要选择其中有代表性的作物来进行营养元素含量和比例的化学分析 从而确定出适用于该类作物的营养液配方 2 以分析植物体内营养元素含量和比例所确定的营养液配方中的大量营养元素的含量可以在一定范围内变动 变幅大约在 30 左右植物仍可保持其生理平衡 3 同时了解整个植物生命周期中吸收消耗了的水分数量 也可以确定出营养液的总盐分浓度和营养液配方 制定营养液配方的实例 例1 Arnon Hoagland以植株分析确定番茄营养液配方的方法 例2 山崎肯哉根据植物吸收营养液中的养分和水分的比值来确定营养液配方的方法 23 2 营养液配方的化学平衡性化学平衡 主要是指营养液配方中 含有营养元素的化合物当其离子浓度达到一定水平时会相互作用形成难溶性化合物从营养液中析出 从而使得营养液中某些营养元素的有效性降低以致影响到营养液中各种营养元素之间的相互平衡 24 溶液中是否会形成难溶性化合物 或称难溶性电解质 是根据溶度积法则来确定的 溶度积法则 是指存在于溶液中的两种能够相互作用形成难溶性化合物的阴阳离子 当其浓度 以mmol为单位 的乘积大于这种难溶性化合物的溶度积常数 Sp 时 就会产生沉淀 否则 就没有沉淀的产生 溶度积常数的可表示为 Sp AxBy Am x Bn y 25 以A H番茄营养液配方为例说明产生难溶性化合物的可能性 表3 11Arnon Hoagland番茄营养液配方 化合物盐浓度 g L 离子浓度 mol L Ca NO3 2 4H2O0 708Ca2 3 10 3 NO3 6 10 3 KNO31 011K 10 10 3 NO3 6 10 3 NH4H2PO40 230NH4 2 10 3 H2PO4 2 10 3 MgSO4 7H2O0 493Mg2 2 10 3 SO42 2 10 3 FeSO4 7H2O0 0139Fe2 5 10 5 SO42 5 10 5 26 1 Ca2 与SO42 产生CaSO4沉淀的可能性 根据溶度积法则计算得 Ca2 SO42 3 10 3 2 10 3 6 10 6 查CaSO4的溶度积常数为 Sp CaSO4 9 1 10 6 将营养液配方中Ca2 与SO42 的溶度积与CaSO4的溶度积常数比较可知 Ca2 SO42 6 10 6 Sp CaSO4 9 1 10 6即说明A H配方中不会产生CaSO4沉淀 27 2 Ca2 与磷酸根离子 HPO42 PO43 产生磷酸钙沉淀的可能性 A H配方配制的营养液在pH 6 0时会产生CaHPO4沉淀 防止沉淀产生的方法 通过降低溶液pH值来防止磷酸钙沉淀的方法只有控制溶液的pH值 5 43才能够保证A H配方配制的营养液不会产生CaHPO4沉淀 通过降低Ca P浓度来防止沉淀产生的方法在pH6 0时 A H配方的用量要降低至0 5剂量水平下才不会产生磷酸钙沉淀 实际生产也证明 用1 2剂量A H配方所配制的营养液种植的植物 生长正常 28 3 Fe3 与磷酸盐产生FePO4沉淀的可能性 计算表明 A H配方在pH6 0时 Fe3 PO43 5 0 10 5 5 3 10 11 2 65 10 15 Sp FePO4 1 3 10 22 可见肯定会造成FePO4的沉淀而致使作物出现缺铁症状 但事实上 在pH6 0时A H配方配制的营养液不会出现FePO4的沉淀 这主要是由于采用了有机螯合物来螯合铁离子 使得Fe2 不易被氧化 而且不易与PO43 起化学反应而沉淀 从而使得Fe在营养液中可以保持较高的有效性 29 4 Ca Mg形成氢氧化物沉淀的可能性 Ca Mg形成氢氧化物沉淀的可能性主要是在营养液呈较强的碱性时才会发生 通过计算得知 形成Ca OH 2沉淀的条件是 pH 12 63 形成Mg OH 2沉淀的条件是 pH 9 98 产生的可能性 一般情况下 配方中的化合物所产生的生理碱性极少会达到这么高的pH值 只有在用碱液中和营养液的生理酸性时 若操作不当就有可能出现营养液中局部碱性很强 pH值过高而产生沉淀的可能 解决方法 在加碱液中和酸性时 要用浓度较稀的碱液 而且在加入碱液时要及时进行搅拌 30 四 营养液氮源的选择 一 植物吸收的氮素形态 主要是铵态氮和硝态氮 植物对铵态氮和硝态氮的吸收速率都很快 而且在体内都可以迅速地被同化为氨基酸和蛋白质 因此说铵态氮和硝态氮具有同样的生理功效 Arnon 1937 的研究结论 无论给植物提供铵态氮还是硝态氮都可作为其良好生长的氮源 普良尼斯尼科夫的结论 假如为每一种氮源提供最适的条件 那么在原则上它们具有同样的营养价值 而如果在某一条件下比较这两种氮源对植物的优越性 则需视提供的条件是什么 有时铵态氮要好一些 而有时硝态氮要好一些 31 32 目前世界上大多数营养液配方 都是采用硝态氮作为氮源的 原因 主要是硝态氮所引起的生理碱性较为缓慢且易于控制 植物对于NO3 N的过量吸收也不会对植物本身造成伤害 而铵态氮引起的生理酸性较为迅速且难以控制 植物吸收NH4 N过多则易出现中毒的症状 因此 利用硝态氮作为氮源对植物是较为安全的 二 营养液配方常用的氮源 33 两者比较 一般情况下 铵态氮源所产生的生理酸性较强 而且变化幅度也较大 而硝态氮源所产生的生理碱性较弱且变化较缓慢 也容易控制 34 铵态氮源都是生理酸性盐 例如NH4Cl NH4 2SO4 甚至NH4NO3 特别是NH4Cl和 NH4 2SO4的生理酸性更强 这是由于多数植物优先选择吸收NH4 而伴随离子的Cl SO42 NO3 的吸收速率较慢 同时植物在吸收NH4 之后根系大量分泌出H 使得介质的pH下降 介质中高浓度的H 对植物吸收Ca2 有很强的拮抗作用 易使植物出现缺钙的症状 甚至还会对植物根系造成直接的伤害 产生根系腐烂等现象 35 硝态氮源均为生理碱性盐 例如Ca NO3 2 KNO3 NaNO3等 植物优先选择吸收NO3 而对其伴随的阳离子的吸收速率较慢 同时植物在选择吸收硝酸盐时根系会分泌出OH 使得介质的pH值上升 其结果是可能造成某些营养元素在高pH值下产生沉淀而使其有效性降低 如Fe Mn Mg等元素 芥菜 生菜 36 使用硝态氮作为氮源对人类也是安全的吗 研究发现 硝酸盐是一种对人和动物有害的物质 对成人的致命剂量为15 70mg kg 体重 硝酸盐在硝化系统和泌尿系统里通过大肠杆菌还原为亚硝酸盐 食用蔬菜后 在口腔即可形成亚硝酸盐 亚硝酸盐破坏血液吸收氧的能力 致使哺乳动物患正血红蛋白症 严重者致死 亚硝酸盐对成人的致命剂量约为20mg kg 体重 植株硝酸盐和亚硝酸盐限量指标 世界卫生组织和联合国粮农组织 WHO FAO 规定 蔬菜硝酸盐含量的允许上限为432mg kg 鲜重 蔬菜亚硝酸盐含量的允许上限为4mg kg 鲜重 37 表流溪河流域蔬菜硝态氮和亚硝态氮含量 mg kg 据广州市农业局 2003 38 三 降低产品硝酸盐和亚硝酸盐含量措施 39 例如 华南农业大学无土栽培技术研究室近年来的试验表明 通过在收获前1周中断氮素的供应 可把生菜和菜心等叶菜类的硝酸盐含量降低到规定标准以下 而此时的蔬菜产量并没有明显的降低 40 存在问题 利用有机肥作为作物生长全部营养的来源常常会出现营养元素与不同生长时期的供应不平衡 而且有机肥中养分的释放过程难以调控 特别是生长期长的作物 在生长的中后期常出现脱肥的现象 而且有机肥最终都必须分解为无机的形态才易被作物吸收 作物直接利用有机态养分的数量很少 因此 有机肥作为肥源在无土栽培中只能作为一定量的补充 而不能完全代替化学肥料 41 五 营养液的酸碱度 一 酸碱度的概念 溶液的酸碱度 是指溶液中氢离子 H 或氢氧根离子 OH 浓度 以mol L表示 的多少 表示方法 一般采用索仑生 Sorensen 提出的H 浓度的负对数来表示 这个负对数值称为氢离子指数或pH值 这里的p是指负对数的意思 即pH lg H 42 在25 时 纯水的离子积常数Kw H OH 1 10 14 即 H OH 10 7mol L 即有1 10 7mol L的水解离为H 和OH 纯水的离子积常数Kw H2O 会随温度的升高而升高 一般以25 时Kw H2O 1 10 14作为计算的标准 43 溶液中的H 离子浓度和OH 离子浓度之间存在着严格的比例关系 一般用pH来表示溶液中H 和OH 离子之间的关系 这时称为酸度 偶尔也有人用pOH来表示 这时称为碱度 H OH pH pOH与溶液酸 碱性的关系 一般地 中性溶液 H 10 7mol L 即 H OH pH 7酸性溶液 H 10 7mol L 即 H OH pH 7碱性溶液 H 10 7mol L 即 H OH pH 7 因为 H OH 1 10 14所以 pH pOH 14 44 二 营养液的pH值对植物生长的影响 直接影响 pH过高或过低 一般在4 9外 都会伤害植物的根系 间接影响 使营养液中的营养元素有效性降低以至失效 不同作物的最适pH值范围有所不同 一般将营养液的pH控制在5 5 6 5范围 45 表3 14几种作物的最适pH值范围 46 三 营养液的酸碱度变化 主要受以下因素的影响 营养液中生理酸性盐和生理碱性盐的用量和比例其中以氮源和钾源的化合物所引起的生理酸碱性变化最大 每株植物所占有营养液体积的大小营养液的更换频率通过营养液的更换可以减轻pH值变化的强度和延缓其变化的速度 但在生产中使用不经济且费时费力 只有在进行严格的科学试验时才会用到这种方法 配制营养液的水质如果使用硬水来配制营养液 其pH值在栽培过程中会升高 这可通过适当调整配方中的Ca2 Mg2 用量以及用稀酸液中和的方法来进行控制 47 四 营养液pH值的控制 1 酸碱中和的方法 治标 营养液管理的内容 2 调整营养液配方的方法 治本 通过调整营养液配方中所使用的生理酸性盐和生理碱性盐的种类 用量和相互之间的比例 使营养液的pH值在种植作物的过程中可以稳定在一个适宜作物生长的范围之内 48 在前人配方的基础上 利用已有的各种生理酸性和生理碱性盐被植物根系选择性吸收后的变化规律 通过一系列的植物吸收试验来调整出一个有着较为稳定pH变化范围的良好配方 首先要熟悉各种盐类的化学性质和生理反应性质 以把握其在溶液中以及被植物选择性吸收之后的pH值变化趋势 然后在前人已有的配方的基础上进行探索性的试验 pH值稳定的营养液配方的设计 49 六 营养液的铁源无机铁盐 最早使用 但易氧化 也易产生沉淀 有机酸铁 如柠檬酸铁 酒石酸铁 稳定性较差 螯合铁 效果很好 最常用的螯合剂是EDTA 产品有NaFe EDTA和Na2Fe EDTA 50 七 微量元素的供给通常是指B Mn Zn Cu Mo五种 它们在营养液中供给的浓度范围较狭小 八 营养液的有机营养营养液中不需加入有机物质 有机螯合剂的作用是保护铁的有效性 51 表3 15微量元素使用的浓度范围及推荐用量 52 第三节营养液的配制技术 一 营养液配制的原则 营养液配制的原则 避免沉淀的产生 即确保在配制和使用营养液时不会产生难溶性化合物的沉淀 注意 任何营养液配方都有产生沉淀的可能性 53 二 营养液的配制技术 一 原料及水的纯度计算 1 原料配制营养液的原料大多使用工业原料或农用肥料 常含有吸湿水和其它杂质 纯度较低 因此 在配制时要按实际含量来计算 54 55 二 营养液的配制方法 配制 浓缩营养液 母液 工作营养液 栽培营养液 56 1 浓缩营养液 母液 稀释法 首先把相互之间不会产生沉淀的化合物分别配制成浓缩营养液 然后根据浓缩营养液的浓缩倍数稀释成工作营养液 1 浓缩营养液的配制 浓缩倍数 根据配方中各种化合物的用量及其溶解度来确定 大量元素一般可配制成浓缩100 200 250或500倍液 微量元素由于其用量少 可配制成500或1000倍液 57 化合物分类 把相互之间不会产生沉淀的化合物放在一起溶解 一般将一个配方的各种化合物分为不产生沉淀的3类 其中 浓缩A液 以钙盐为中心 凡不与钙盐产生沉淀的化合物均可放置在一起溶解 浓缩B液 以磷酸盐为中心 凡不与磷酸盐产生沉淀的化合物可放置在一起溶解 浓缩C液 将微量元素以及起稳定微量元素有效性 特别是铁 的络合物放在一起溶解 以华南农业大学叶菜类配方为例 59 华农叶菜B方A液250倍 60 C液 1000倍 EDTA Fe Mo B Cu Zn Mn 61 2 稀释为工作营养液 容器 不断循环或搅拌H2O 不断循环H2O 2 直接称量配制法 大规模生产常用 加入总量60 70 水 步骤1 63 2 直接称量配制法 大规模生产常用 步骤2 步骤3 步骤4 2 稀释为工作营养液 容器 不断循环或搅拌H2O 不断循环H2O 2 直接称量配制法 大规模生产常用 加入总量60 70 水 步骤1 66 2 直接称量配制法 大规模生产常用 步骤2 步骤3 步骤4 67 68 配制方法的选择 据生产上的操作方便与否来决定 有时可将两种方法配合使用 例如 配制工作营养液的大量营养元素时采用 直接称量配制法 而微量营养元素的加入可采用 先配制浓缩营养液再稀释为工作营养液的方法 69 三 营养液配制的注意事项 营养液原料的计算过程和最后结果要反复核对 确保准确无误 称取各种原料时要反复核对称取数量的准确 并保证所称取的原料名实相符 特别是在称取外观上相似的化合物时更应注意 已经称量的各种原料在分别称好之后要进行最后一次复核 以确定配制营养液的各种原料没有错漏 建立严格的记录档案 将配制的各种原料用量 配制日期和配制人员详细记录下来 以备查验 70 71 一 营养液的浓度 包括对养分含量和水分的存有量进行监测和补充 1 水分的补充 补充水分时 可在贮液池中划好刻度 将水泵停止供液一段时间 让种植槽中过多的营养液全部流至贮液池之后 如发现液位降低到一定的程度就必须补充水分至原来的液位水平 水 72 2 养分的补充 补充依据 营养液养分的补充与否以及补充数量的多少 要根据在种植系统中补充了水分之后所测得的营养液浓度来确定 营养液的浓度以其总盐分浓度即电导率来表示 补充养分时要根据所用的营养液配方作全面补充 适宜浓度范围 绝大多数作物为0 5 3 0ms cm最高不超过4 0ms cm 73 高浓度营养液配方的补充 总盐分浓度 1 5 左右 以总盐分浓度降低至原来配方浓度的1 3 1 2的范围为下限 通过定期测定营养液的电导率 如果发现营养液的总盐浓度下降到1 3 1 2剂量时就补充养分至原来的初始浓度 74 低浓度营养液配方的补充 总盐分浓度 1 5 左右 方法 1 经常监测营养液的浓度 每隔较短的时间 3 4天左右 补充一次养分至原来的水平 方法 3 是一种更为简便的方法 当营养液浓度下降到规定的补充下限 如为初始营养液剂量的40 或以下时 就补充初始浓度 1个 剂量的养分 此时种植系统的营养液浓度要比初始的营养液浓度高 但一般对作物的正常生长不会产生不良影响 方法 2 当营养液浓度下降到配方浓度的1 2时 补充至原来的水平 75 二 营养液酸碱度的调节 最根本的控制办法 是选用一些生理酸碱性变化较平稳的营养液配方 以减少调节pH的次数 营养液pH值的调节 种植作物过程中 如果营养液的pH值上升或下降到作物最适的pH范围之外 就要用稀酸或稀碱溶液来中和调节 pH上升时 可用稀硫酸 H2SO4 或稀硝酸 HNO3 溶液来中和 实际生产中较多采用H2SO4 pH下降时 可用稀碱溶液如氢氧化钠 NaOH 或氢氧化钾 KOH 来中和 由于KOH的价格较昂贵 在生产中常用的是NaOH 76 酸碱用量的确定 1 理论计算法根据理论公式计算出中和酸碱性所需的稀酸或稀碱的数量 但不能够以此作为实际中和所需的数量 2 实际滴定法以实际营养液酸碱中和滴定的方法来确定稀酸或稀碱的用量 具体方法 1 量取一定体积 如10升 V1 的营养液于一个容器中 逐滴加入已知浓度的稀酸或稀碱 一般为1 3mol L 同时用酸度计监测中和过程中营养液的pH值变化 当达到预定的pH值时 记录所用的稀酸或稀碱溶液的用量 v1 77 3 将稀酸或稀碱用水稀释后加入种植系统的贮液池 边加边搅拌或开启水泵进行循环 要防止酸或碱溶液加入过快 过浓 否则可能会使局部营养液过酸或过碱 而产生CaSO4 Fe OH 3 Mn OH 2等的沉淀 从而产生养分的失效 2 通过公式计算整个种植系统所有营养液 V2 中和所需的稀酸或稀碱的总用量 v2 v2 v1V2V1 78 三 营养液的溶解氧 供给是否充分和及时是作物生长的重要限制因子植物根系氧的来源 1 通过吸收溶解于营养液中的溶解氧来获得这是无土栽培植物所需氧的最主要的来源 如果营养液中的溶解氧不能达到作物正常生长所需的合适的水平 植物根系就会表现出缺氧 从而影响到根系对养分的吸收以及根系和地上部的生长 尤其是不耐淹的旱生植物 2 通过植物体内的氧气输导组织由地上部向根系的输送来获得 但只有沼泽性植物和耐淹的旱地植物才具备这一功能 79 表3 17植物根系对淹水的耐受程度的比较 据耐受程度分类特点代表性植物 沼泽性植物长期生长在淹水的水稻 豆瓣菜 沼泽地 体内存在水芹 茭白 氧气输导组织蕹菜等 耐淹的根系受水淹时会产田菁 合萌 旱地植物生结构性的改变而芹菜 番茄 形成氧气输导组织或节瓜等 增大根系的吸收面积 不耐淹的根系在淹水时对低大多数的十 旱生植物氧环境较为敏感字花科作物 80 一 营养液中的溶解氧浓度 营养液中的溶解氧 是指在一定温度 一定大气压力条件下单位体积营养液中溶解的氧气 O2 的数量 以O2mg L来表示 氧气饱和溶解度 指在一定温度和一定压力条件下单位营养液中溶解的氧气达到饱和时的溶解氧含量 影响因素 与温度和大气压力有关的 温度越高 大气压力越小 营养液的溶解氧含量越低 反之 温度越低 大气压力越大 其溶解氧的含量越高 81 不同温度下溶液中氧的饱和溶解度 82 二 植物对溶解氧浓度的要求因植物的耐淹程度和温度等因素而异 在营养液栽培中 一般要求维持溶解氧的浓度在4 5mg L的水平 相当于在15 27 时营养液中溶解氧的浓度在饱和溶解度的50 左右 此时 大多数的植物都能够正常生长 83 测定 常用测氧仪测定 方法简便 快捷 具体做法 用测氧仪测定溶液的空气饱和百分数 A 然后通过溶液的液温与氧气含量的关系表查出该液温下的饱和溶解氧含量 M mg L 并用下列公式计算出此时营养液中实际的氧含量 M0 mg L M0 M A 84 三 营养液溶解氧的补充 1 植物对氧的消耗量和消耗速率取决于植物种类 生育时期以及每株植物平均占有的营养液量 一般地 甜瓜 辣椒 黄瓜 番茄 茄子等瓜菜或茄果类作物的耗氧量较大 而蕹菜 生菜 菜心 白菜等叶菜类的耗氧量较小 应根据具体情况来确定补充营养液溶解氧含量的时间间隔 85 2 补充营养液溶解氧的途径营养液溶解氧的补充 实质上是营养液液相的界面与空气气相界面之间的破坏而让空气进入营养液的过程 补充途径 1 空气向营养液的自然扩散 通过自然扩散进入营养液的溶解氧的数量很少 在20 时 依靠自然扩散进入5 15cm液深范围营养液中的溶解氧只相当于饱和溶解氧含量的2 左右 远远达不到作物生长的要求 86 2 人工增氧水培技术种植成功与否的一个重要环节 A 营养液的搅拌 但搅拌极易伤根 会对植物的正常生长产生不良的影响 B 用压缩空气泵将空气直接以小气泡的形式向营养液中扩散 主要用在进行科学研究的小盆钵水培上 87 C 将化学增氧剂加入营养液中增氧 通过双氧水 H2O2 缓慢释放氧气的装置增氧 效果不错 但价格昂贵 现主要用于家用的小型装置中 D 进行营养液的循环流动 通过水泵将贮液池中的营养液抽到种植槽中 然后让其在种植槽内流动 最后流回贮液池中形成不断的循环 大规模生产最常用 88 3 循环流动的增氧效果 与无土栽培设施的设计 水泵循环的时间 营养液液层的深度等因素有关 例 华南农业大学无土栽培技术研究室用小型深液流水培装置做的试验结果 采用流量为6升 分钟的15w小水泵来进行营养液的循环流动 流动2小时 停止4小时 完全可以满足植物正常生长的需要 89 小型深液流水培装置 种植效果 90 例 日本板木利隆在一个总液量为1400L 液深12cm的深液流水培系统中种植50株黄瓜 安排间歇流动的时间为 停4小时 流动1小时 增氧速度大大超过了黄瓜的耗氧量 91 目前 华南地区的深液流水培系统多采用间歇流动供氧法 一般是 流动15分钟 停机30 45分钟 定时器 92 间歇流动时间 流动15分钟 停机45分钟 93 四 营养液的更换 1 更换的原因 长时间种植作物的营养液中有碍作物生长的物质的积累 当这些物质积累到一定程度时就会 1 妨碍作物的生长 使根系受害甚至植株的死亡 2 影响营养液中养分的平衡 3 使病害繁衍和累积 4 影响用电导率仪测定营养液浓度的准确性 因此 在一定种植时间之后需重新更换营养液 94 2 更换的时间 通过测定营养液的总盐分浓度或主要营养元素的含量来判断 也可以根据经验来判断 营养液的电导率很高 而N P K等大量营养元素的含量很低 说明此时营养液中含有非营养成分的盐类较多 需要更换 如果在营养液中积累了大量的病菌使作物发病 而农药也难以控制时 就需要马上更换营养液 更换时要对整个种植系统进行彻底的清洗和消毒 95 3 根据经验方法来确定营养液的更换时间 在软水地区 生长期较长的作物 每茬3 6个月左右 如黄瓜 甜瓜 番茄 辣椒等 在整个生长期中可以不需要更换营养液 补充水分和养分即可 换茬时可更换 生长期较短的作物 每茬1 2个月左右 如许多的叶菜类 可连续种植3 4茬才更换一次营养液 在前茬作物收获后 将种植系统中的残根及其它杂物清除掉 再补充养分和水分即可种植下一茬作物 这样可以节约养分和水分 96 五 营养液温度的控制 全天候温室可自动控制气温和液温 现状 我国进行